一種用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬固體廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及山體表面風(fēng)化的碎石土，特別涉及 用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土。
【背景技術(shù)】
[0002] 路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層作為舊路恢復(fù)或提高其表面性能和承載能力的主要結(jié)構(gòu)層，其質(zhì) 量的優(yōu)劣直接影響到道路改建通車后的路用性能及使用壽命，因此高等級(jí)公路建設(shè)對用于 路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定材料有較高的技術(shù)要求。
[0003] 傳統(tǒng)高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層多采用水泥(石灰)穩(wěn)定細(xì)粒土，這種材料是以土 為集料，水泥(石灰)為結(jié)合料配制而成。其中土源受地域條件限制，取土困難，需占用大量 耕地，土質(zhì)不同最終影響到水泥（石灰）穩(wěn)定細(xì)粒土的質(zhì)量，另外，占用耕地造成可用地減 少，對自然環(huán)境也產(chǎn)生了巨大的破壞。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視，越來越多的廢棄物 作為公路建設(shè)新材料已被廣泛應(yīng)用在低等級(jí)公路路面建設(shè)中，產(chǎn)生了極好的社會(huì)效益和經(jīng) 濟(jì)效益。
[0004] 目前國內(nèi)已有利用山皮土做路面基層或墊層材料配制水泥穩(wěn)定碎石土的實(shí)踐，但 由于山皮土粒徑分布不均，有機(jī)雜質(zhì)較多，目前除將其用于低等級(jí)公路路面基層和墊層使 用外，從已有文獻(xiàn)來看，利用山皮土配制水泥穩(wěn)定碎石土作為高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層 的研究尚屬空白，有關(guān)山皮土作補(bǔ)強(qiáng)層材料的文獻(xiàn)也不多見。《張家口市山皮土在基層試驗(yàn) 路中的應(yīng)用》（楊軍輝科技風(fēng)2010.8)報(bào)道:在村級(jí)公路建設(shè)中，通過水泥穩(wěn)定山皮土與石 灰、水泥綜合穩(wěn)定山皮土對比，考慮到基層的主要承重功能，建議采用水泥穩(wěn)定山皮土，如 用石灰、水泥綜合穩(wěn)定山皮土，則需提高水泥的含量，或者采取措施提高強(qiáng)度等級(jí)。《水泥穩(wěn) 定山皮土、粉砂作為道路路基的應(yīng)用分析》(戴鵬楊毅科技信息2013.2)報(bào)道:按照城市次干 路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，水泥穩(wěn)定山皮土、粉砂施工作為道路路基具有節(jié)省山皮土用量，提高道路基層 砂土石料級(jí)配，前期及后期強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，它不適用于周邊有河道，長年受地下水沖刷的 地區(qū)。相關(guān)研究表明水泥穩(wěn)定山皮土應(yīng)用公路等級(jí)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)層明顯不同。查新表明目前 沒有以水泥穩(wěn)定山皮土作為高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的先例。
[0005] 由于山皮土不均勻程度較大，部分大顆粒對材料力學(xué)性能有較大影響，且受取土 條件限制，現(xiàn)場所測干密度離散性大，導(dǎo)致施工質(zhì)量難以控制，所以雖大量存在卻不能廣泛 應(yīng)用。因此，從減少耕地占用、保護(hù)環(huán)境、提高山皮土施工質(zhì)量等角度考慮，需要發(fā)展可用于 高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決傳統(tǒng)高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層材料取土困難、占用耕地，而山皮土不 均勻程度較大，施工質(zhì)量難以控制，使其不能廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路的問題，本發(fā)明提供一 種用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土。
[0007] 所述用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土，包括水泥、山皮土。各成 分重量百分比為:水泥4%，山皮土中山皮石含量28.8%~67.2%，土含量67.2%~28.8%。
[0008] 所述水泥為禹州天瑞P. C32.5復(fù)合硅酸鹽水泥。
[0009] 所述山皮土的特點(diǎn)為壓碎值小于30%，液限小于等于28%，塑性指數(shù)小于12,且山 皮土中所含粗集料粒徑為30mm~I OOmm。
[0010]所述水泥穩(wěn)定山皮土試驗(yàn)應(yīng)滿足《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009)要求。
[0011] 本發(fā)明立足當(dāng)?shù)刭Y源，以山皮土為集料，水泥為結(jié)合料，依據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行配合比 設(shè)計(jì)，利用山皮土配制的水泥穩(wěn)定山皮土應(yīng)用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層，具有整體性 好，易于碾壓成型，無側(cè)限強(qiáng)度高，抵抗變形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)質(zhì)的筑路材料。在滿足 設(shè)計(jì)強(qiáng)度和彎沉的條件下，通過處理山皮土不均勻顆粒，改進(jìn)現(xiàn)場實(shí)測路基壓實(shí)度的計(jì)算 方法，提高了道路施工質(zhì)量，同時(shí)與傳統(tǒng)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)材料相比，本發(fā)明中的水泥穩(wěn)定 山皮土應(yīng)用于高等級(jí)公路補(bǔ)強(qiáng)層具有減少占用耕地，提高公路整體質(zhì)量，降低工程造價(jià)和 維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 山皮土顆粒組成不均勻，取土?xí)r間、地點(diǎn)、方位不同，其顆粒組成有較大差異，在具 體實(shí)施過程中，鑒于山皮土不均勻性對試驗(yàn)及施工質(zhì)量的影響，對粒徑大于IOOmm的山皮石 予以剔除，以30%~70%摻量的山皮石與山皮土中所含土體進(jìn)行拌合，進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí) 試驗(yàn)，土顆粒組成見表1。
[0013] 表1 土顆粒組成
[0015]山皮土在使用前應(yīng)滿足表2要求。
[0016]表2集料技術(shù)要求
[0018] 通過室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定30 %、40 %、50 %、60 %、70 %山皮石摻量情況下的最 大干密度，其余期間山皮石摻量按內(nèi)插法獲得最大干密度。將實(shí)施過程中獲得的山皮土中 實(shí)際山皮石含量與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)確定的山皮石摻量相對照，獲得對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)最大干密度。 按照《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2012)要求計(jì)算壓實(shí)度，從而判斷在相應(yīng)山 皮石含量情況下壓實(shí)度是否符合規(guī)范要求，進(jìn)一步通過鉆芯取樣查看施工質(zhì)量。
[0019] 實(shí)施例1:
[0020] -級(jí)公路河南省省道103線鄭許界至禹州北環(huán)段改建工程箕王段補(bǔ)強(qiáng)層取得山皮 土中經(jīng)測定含山皮石約30%，采用4%水泥+30%碎石含量山皮土。
[0021] 在箕王段應(yīng)用的水泥穩(wěn)定山皮土補(bǔ)強(qiáng)層配合比、結(jié)果及鉆芯取樣檢測結(jié)果見表3、 表4。
[0022]表3水泥穩(wěn)定山皮土補(bǔ)強(qiáng)層配合比及結(jié)果
[0024]表4補(bǔ)強(qiáng)層鉆芯取樣檢測結(jié)果
[0026] 實(shí)施例2:
[0027] -級(jí)公路河南省省道103線鄭許界至禹州北環(huán)段改建工程無梁段補(bǔ)強(qiáng)層取得山皮 土中經(jīng)測定含山皮石約50%，采用4%水泥+50%碎石含量山皮土。
[0028] 在無梁段應(yīng)用的水泥穩(wěn)定山皮土補(bǔ)強(qiáng)層配合比、結(jié)果及鉆芯取樣檢測結(jié)果見表5、 表6 〇
[0029] 表5水泥穩(wěn)定山皮土補(bǔ)強(qiáng)層配合比及結(jié)果
[0032]表6補(bǔ)強(qiáng)層鉆芯取樣檢測結(jié)果

[0034] 實(shí)施例3:
[0035] -級(jí)公路河南省省道103線鄭許界至禹州北環(huán)段改建工程古城段補(bǔ)強(qiáng)層取得山皮 土中經(jīng)測定含山皮石約70%，采用4%水泥+70%碎石含量山皮土。
[0036] 在古城段應(yīng)用的水泥穩(wěn)定山皮土補(bǔ)強(qiáng)層配合比、結(jié)果及鉆芯取樣檢測結(jié)果見表7、 表8 〇
[0037] 表7水泥穩(wěn)定山皮土補(bǔ)強(qiáng)層配合比及結(jié)果
[0039]表8補(bǔ)強(qiáng)層鉆芯取樣檢測結(jié)果
[0042] 施工過程表明：經(jīng)過處理后的山皮土易成板體，強(qiáng)度高，抵抗變形能力強(qiáng)，采用本 方法測定的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)最大干密度符合規(guī)范要求，壓實(shí)度均能達(dá)到設(shè)計(jì)值，且采用水泥穩(wěn)定 山皮土作為高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層具有較好的易壓實(shí)性，碾壓密實(shí)后，收縮變形小，并 且表現(xiàn)出良好的水穩(wěn)定性，施工過程中未發(fā)現(xiàn)異常情況。
[0043] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是根 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土，其特征在于，它由水泥、山皮土 組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土，其特征 在于，各成分重量百分比為:水泥4%，山皮土中山皮石含量28.8%~67.2 %，土含量67.2% ~28.8%〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土，其特征 在于，所述的山皮石粒徑為30mm~100mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層的水泥穩(wěn)定山皮土結(jié)構(gòu)。該水泥穩(wěn)定山皮土試驗(yàn)依據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，由水泥、山皮土組成。其特征在于各成分重量百分比為：水泥4％，山皮土中山皮石含量28.8％～67.2％，土含量67.2％～28.8％，山皮石粒徑為30mm～100mm。本發(fā)明為高等級(jí)公路路基頂面補(bǔ)強(qiáng)層選取了新材料，解決了山皮土利用中由于粒徑不均對施工質(zhì)量產(chǎn)生的影響，減少了公路工程用料對耕地的破壞，有效降低山體表層的水土流失，同時(shí)具有良好的使用效果，路面耐久性能好。
【IPC分類】E01C3/04, C04B28/00
【公開號(hào)】CN105484119
【申請?zhí)枴緾N201510843316
【發(fā)明人】白璐, 侯雪賓, 王子正, 周小范, 萬群偉
【申請人】許昌學(xué)院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月28日